[科普中国]-机械管

简介

在工程机械的使用中，常常会出现管路渗油、漏油的问题，这些问题的出现大多数是由于管路布置不合理所导致。液压管路系统包括液压油箱、胶管总成、钢管总成及连接接头等，是工程机械液压动力传输系统，可谓是整机的血脉。但是在工程机械液压系统设计中，管路作为一个附件常常被忽略。在实际使用中，由于管路布置不合理，管路极易损坏，一旦损坏漏油，轻则污染环境、影响系统功能的正常发挥，重则车辆失控危及安全。

通常我们认为，影响液压管路使用寿命的三个因素分别为压力、温度和弯曲半径。液压系统的工作特性是经常要承受频繁的压力变化，这对管路的疲劳极限是较大的考验。

同时外部的环境温度和内部的液压油的油温对管路的正常使用有较大的影响，当温度超过了软管规定的温度时，会导致软管的材质分子结构变化，这些变化是不可逆的，会影响软管的使用寿命。另外一个因素是弯曲半径，过小的弯曲半径会导致系统压力升高，更大的危害会使加固层产生角度变化，这些变化会迅速降低软管寿命。当软管扭曲每增加5°，液压管路的寿命则减少为原寿命的70%。在实际使用过程中，三个因素是相辅相成，互相影响，共同作用。例如弯曲半径过小，将导致系统压力的升高和油温的增加，系统压力的升高，随之液压系统的泄漏增大，最终导致液压油温的升高。总之，液压管路所承受的压力过高、油温过高和管路的弯曲半径过小，必将导致液压管路寿命的减少。同时伴随着严重的漏油、渗油和系统清洁度的降低，甚至导致其他液压部件的损坏。所以如何进行合理有效的管路布置，应充分考虑影响管路使用寿命的以上三个因素。

机械管路分为机械软管和硬管，但从结构特性和使用效果来说各有优缺点。硬管比软管弯曲半径要大，能承受更高的温度，布局更紧凑，但是软管比硬管具有更好的减震效果，更好的挠性，能够连接运动的金属部件。所以为更好的提高液压管路系统的稳定性和使用寿命，应针对不同管件的特点，按管路布置的基本原则进行管路布置1。

机械硬管安装布置原则1．布置管路时，尽量使管路远离需经常维修的部件。

2．为了便于检修，液压管路应根据压力不同涂以不同的颜色。

3．两固定点之间的管段至少要有一个管以适应热胀冷缩，应该尽量避免紧死的直管连接。直管连接装卸比较困难，并且在工作中，管路中会产生严重的拉应力，容易导致管路接头损坏。

4．配置管路时应考虑整齐美观，维护方便。管路最好平行布置，少交叉。平行或交叉的管路间至少应有10mm砌的间隙，防止管子相互接触而产生振动，并给安装管头留有足够的空间。

5．弯管半径通常应按硬管外径来确定，弯曲半径应大于硬管直径的3倍。

6．管道长度应尽可能短，这样可减少压力损失及延时和振动的现象。硬管的主要失效型式为机械振动引起的疲劳失效，因此当管路较长时，需加管夹支撑。支架间距离随管子外径而异，一般在0.4～1m内选取。增加管夹支撑后，不仅可以缓冲振动，还可减少噪音。在有弯管的管路中，在弯管的两端直管段处要加支撑管夹固定，在与软管连接时，应在硬管端加管夹支撑2。

机械软管安装布置原则软管安装和布置时，应考虑如下因素：首先，软管布置时，应一次性尽可能考虑好，避免多次拆卸，多次拆卸容易损坏软管密封圈，导致密封性能变差。管道配置时，管道、液压阀和其它元件应尽量确保装卸与维修的方便。系统中任何一段管道或元件应尽可能自由拆装而不影响其它元件。配置的液压管路应长短适中，软管过长会导致压力下降、热量积累、以及外部障碍物引起损坏的机会。软管受压时通常有-4%～2%的长度变化率，软管太短容易引起接头故障。

其次，软管布置时，先布排内径较大的管线，然后布排内径较小的管线。因为内径较大的管线不容易弯曲和移动，尤其是在狭窄空间内，这样布置便于以后软管的更换和增加。沿着车架的外形布置液压软管，并通过夹子将相互平行的液压管路固定好，应避免软管管线交叠，同时要避免软管与尖角、棱边接触摩擦。由于软管不断屈伸会增加蒙皮磨损。所以在布置时，应加装弹簧保护装置或管套；胶管尽可能远离热辐射构件，必要时应装隔热板。

再者，管道的排列和布置应整齐一致层次分明，尽量采用水平或垂直布置。平行或交叉的油管之间必须留有间隙，防止接触，以免产生振动。可将木块或橡胶衬垫装在架子上，使铁板不直接接触软管，否则当系统压力变化较剧烈时，会造成管路振动和噪声，同时应适当配置管道支架和管夹，弯曲的管子应在起弯点附近设支架或管夹。管道不得与支架或管夹直接焊接。对于零散布置的软管，可以装上合适的软管导向装置或软管夹，以免折弯。

对于硬管、软管布置最为重要的是应避免出现软管的过度弯曲和扭曲，当超过最小弯曲半径和过度扭曲时，将损坏软管加固层降低软管寿命。为避免过度弯曲和扭曲，可按如下原则布置：

1．安装软管时应正确采用各种接头原件，避免软管过分弯曲。软管不得承受轴向力，以免损坏软管和接头的连接，正确采用合适的附件及连接件避免附加应力。布置时，避免出现S形弯屈，因为S形安装会导致软管过分运动，局部压力损失增大，减少其使用寿命。

2．软管弯曲开始处应为直径d的1.5倍长；软管在使用中的弯曲半径应大于或等于该软管允许的最小弯曲半径，一般不应小于软管外径的10倍。

3.连接活动部件的软管，软管长度应满足在其总的运动范围内不超过允许的最小半径，同时软管不承受拉应力。

4.软管所连接的元件相对运动时不得使软管受扭，为此应使在机件运动时仅在同一平面内弯曲。可以通过改变管接头的角度做到这一点。

5．当软管在不同的平面内弯曲时，通常采用较长的的软管并在转换平面处增设管夹将软管固定。管夹实际上把软管分成两段，每段分别在各自的平面内弯曲而不受扭。如果实际应用中无法避免软管扭曲，应尽可能让软管松一些2。

应用机械管产品广泛用于石油、天然气、煤气、水、医药、卫生、食品等长输管线和石化企业工艺管网，城市集中供热管网，煤气管网等工程。主要产品有两大系列。钢管系列：螺旋钢管、无缝钢管、无缝化钢管、埋弧焊直缝管以及各种型号材质的不锈钢钢管等；管道配件：弯头、法兰、三通、异径管等。被广泛适用于石油、天然气、煤气、水等长输管线和石化企业工艺管网、城市集中供热管网、煤气管网等工程3。